Закон Вебера-Фехнера. Рецепторы положения частей тела
а) Оценка интенсивности стимула. Закон Вебера-Фехнера - обнаружение коэффициента силы стимула. В середине 1800-х годов сначала Вебер, позже Фехнер пришли к заключению о том, что субъективно воспринимаемые изменения силы стимула примерно пропорциональны логарифму силы стимула. Например, минимальная прибавка веса, которую может почувствовать человек, удерживающий в руке вес 30 г, равна 1 г. Если человек держит вес 300 г, минимальная прибавка веса, которую он может обнаружить, равна 10 г. Таким образом, коэффициент изменения силы стимула, необходимого для обнаружения этого изменения, по существу, остается постоянной величиной (примерно 1 : 30), что соответствует логарифмическому принципу. Математически это можно выразить следующим образом:
Ощущаемая сила сигнала = Log (Стимул) + Константа.
Недавно стало очевидным, что принцип Вебера-Фехнера количественно точен только для значительных интенсивностей зрительных, слуховых и кожных ощущений и плохо приложим к большинству других типов сенсорной информации. И все же принцип Вебера-Фехнера достоин внимания и его следует запомнить, поскольку он подчеркивает: чем больше интенсивность основного сенсорного ощущения, тем больше должно быть изменение этой интенсивности для осознанного его обнаружения.
б) Степенной закон. Другой попыткой психофизиологов найти подходящее математическое соотношение является следующая формула, известная как степенной закон.
Ощущаемая сила сигнала = К х (Стимул - k)у.
В этой формуле показатель степени у и константы К и k различны для каждого типа ощущения. Если соответствующие степенному закону отношения между фактической силой стимула и ее интерпретацией изобразить графически с использованием двойных логарифмических координат (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже), то при известных количественных значениях констант у, К и к можно достичь линейного отношения в большом диапазоне интенсивностей почти для любого типа сенсорного восприятия.
Графическое представление отношения между фактической силой стимула и ее психической интерпретацией, характерные для степенного закона. Обратите внимание, что степенной закон не действует как при очень слабых, так и при очень сильных стимулах
в) Чувство положения. Чувство положения часто называют также проприоцептивным чувством. Его можно разделить на два подтипа: (1) чувство статического положения, которое означает сознательное восприятие ориентации различных частей тела по отношению друг к другу; (2) чувство скорости движения, также называемое кинестезией, или динамической проприорецепцией.
1. Сенсорные рецепторы положения. Осознание статического и динамического положения тела зависит от информации об уровнях углового положения всех суставов во всех плоскостях и скоростях его изменения. Следовательно, для ощущения положения используются совместно множество различных типов рецепторов, помогающих определить угловое положение суставов. Участвуют в этом и тактильные рецепторы кожи, и глубже расположенные околосуставные рецепторы. Полагают, что до 50% ощущений положения пальцев рук связаны с кожными рецепторами, которых здесь великое множество. Наоборот, для большинства крупных суставов тела более важны глубокие рецепторы.
Для определения углового положения суставов в пределах умеренных диапазонов движения одними из самых важных рецепторов являются мышечные веретена. Они также чрезвычайно важны в осуществлении регуляции мышечных движений. Информация об общем растяжении от мышечных веретен передается в вычислительную систему спинного мозга и более высоких областей системы задних столбов для оценки суставных углов.
При крайних угловых отклонениях суставов дополнительным важным фактором в определении их положения является растяжение связок и глубоких тканей вокруг сустава. К сенсорным окончаниям, используемым для этого, относят тельца Пачини, окончания Руффини и рецепторы, подобные сухожильным рецепторам Гольджи, расположенные в сухожилиях мышц.
Тельца Пачини и мышечные веретена особенно приспособлены для обнаружения быстрых изменений. Вероятно, эти рецепторы в наибольшей степени ответственны за определение скорости движения.
Типы ответов пяти разных таламических нейронов вентробазального комплекса таламуса при движении коленного сустава в пределах диапазона его вращения
2. Обработка информации о положении системой задних столбов/медиальной петли. Согласно рисунку выше, существуют две категории таламических нейронов, реагирующих на вращение суставов:
(1) максимально стимулируемые при полном развороте;
(2) максимально стимулируемые при минимальном развороте.
Таким образом, сигналы от отдельных рецепторов участвуют в информировании высших нервных центров о том, как вращается каждый из суставов.
